Biologisk evolution V: Organismers anpassningsförmåga

Härnäst kommer:

5. Organismers anpassningsförmåga. När två organismer lever geografiskt åtskilda miljöer med likartat klimat eller äter liknande föda så utvecklar de liknande egenskaper. När miljön förändras kan de ibland anpassa sig mycket snabbt, som till exempel bakterier som utvecklar resistens mot antibiotika.

Kommentar

Principen att de bäst anpassade överlever – ”survival of the fittest” är darwinismens bärande idé. Det är också något som gör att evolutionen upplevs som mer eller mindre självklar för många, för hur skulle man kunna förneka någonting så uppenbart som att det är fördelaktigt med fördelar i livet?

Låt oss för en stund bortse från vad vi nu vet om mutationer och i stället anta att det verkligen finns sådana som både är fördelaktiga och uppbyggande. Man vet att det är sällsynt med fördelaktiga mutationer överlag. De mest optimistiska rösterna föreslår en mutation av tusen, de flesta en av hundra tusen, ytterligare andra menar betydligt färre än så. Oavsett vem som har mest rätt är det stora flertalet mutationer skadliga för organismen, vilket innebär att vi gör helt rätt i att akta oss för kärnvapenkrig och mutationsframkallande kemiska ämnen.

Detta innebär att samtidigt med varje fördelaktig mutation en organism får, kommer den statistiskt sett att drabbas av minst ett tusental som är mer eller mindre skadliga. När detta upprepas celldelning efter celldelning och generation efter generation kommer balansvågen att väga allt kraftigare över på den för organismen ofördelaktiga sidan. Enda räddningen ur detta dilemma vore om det finns ett naturligt urval som förmår avlägsna alla de skadliga mutationerna så att balansvågen kan svänga över till den positiva sidan för individen, och på sikt för populationen.

Finns det ett så effektivt naturligt urval? Nej, och jag ska förklara varför.

Först har vi den så kallade ”lycko-faktorn”. Antag att en torskhona lägger hundra miljoner ägg som alla utvecklas till små torskyngel. Låt oss nu anta att en mutation råkat förse ett av de små ynglen med en extra fenstråle i stjärtfenan, vilket skulle kunna ge den någon procent extra sjuss i simtekniken. Men det är nu blåvalen kommer simmande med öppet gap genom molnet av torskyngel. Och vi inser genast att den fördel som den extra fenstrålen gett vårt exklusiva yngel knappast kommer att kunna rädda det från att hamna i valens mage. Det räcker nämligen inte att en varelse blivit utrustad med en liten fördel gentemot andra konkurrenter – den måste dessutom ha en rejäl portion tur. Detta innebär att en individ med en fördelaktig mutation mycket väl kan ha otur och aldrig få lyckan att föra sina gener vidare till nästa generation. Och på samma sätt kan en individ som råkat få en skadlig mutation ha tur och lyckas föra sina gener vidare. Och eftersom de senare är betydligt fler till antalet än de förra så är den chansen i praktiken mycket större. ”Lyckofaktorn” försämrar alltså oddsen betydligt för att en uppbyggande mutation skall ”slå igenom” – om den nu skulle existera, vill säga.

Sedan har vi en sak som djuruppfödare och växtförädlare är väl medvetna om: Selektion utarmar. För att illustrera detta kan vi se på hundavel. Alla kända hundraser härstammar från en urhund som levde för ett antal tusen år sedan, högst sannolikt en varg. Vargar hybridiserar nämligen med tamhundar och korsningen mellan t ex pudel och varg är väl dokumenterad. Pudel-varg-hybriderna är fertila, det vill säga kan få egna ungar, så pudeln och vargen tillhör bevisligen samma art. De olika hundraserna har ”formats” genom mänskligt urval under många generationer. Genom att målmedvetet välja ut individer med önskade egenskaper – och samtidigt selektera bort betydligt fler – har vi idag ett stort antal specialiserade hundraser att välja bland. Detta kan sägas vara en mänsklig motsvarighet till det naturliga urvalet, där det är ”miljön” som påverkar vilka individer som får föra sina gener vidare.

Men jämför vi en varg med en tamhund kommer vi att upptäcka att specialiseringen har haft ett högt pris. Det utgörs av en rad försämrade eller förlorade egenskaper som dessutom förstärkts av inavel. Det kan röra sig om luktsinne, hörsel, storlek, syn, rörlighet, utsatthet för genetiska defekter som andningsproblem, höft-och ryggproblem eller andra sjukdomstillstånd. Få tamhundar skulle därför överleva en svensk vinter ute i det fria. Anledningen till detta tragiska scenario är att selektion framför allt innebär bortselektion av genetiskt material. Det är för övrigt just därför vi upprättar genbanker.

Den selektion som sker i naturen har sällan lika drastiska konsekvenser som den mänskliga aveln. I naturen avlägsnas bara de värsta defekterna. Rovdjur uppmärksammar och fångar i huvudsak svagare individer[i], vilket innebär en konserverande effekt på populationerna – något alla viltvårdare känner till. Selektion i naturen påverkar ständigt levande varelser och bidrar till deras anpassning. Den biologiska litteraturen är full av tydliga exempel på hur selektionen leder till förändrade och ändamålsenliga beteenden och utseenden hos organismer. Men när man gör sig besväret att granska dessa exempel upptäcker man att det alltid sker till priset av förluster av genetiskt material. I magasinet Genesis nr 1-2018 kan du läsa mer om en rad sådana exempel.[ii]

Den holländske botanikern Hugo de Vries skrev redan 1904 att darwinismen kan förklara ”survival of the fittest” (de bäst anpassades överlevnad) men inte ”arrival of the fittest” (hur de bäst anpassade uppstod). Det stämmer precis lika bra i dag. Mutationer och naturligt urval kan förklara hur levande varelser förändras med tiden inom vissa gränser (mikroevolution), men inte hur de en gång blev till (makroevolution).

Vi kan därför konstatera att evolutionsteorin bygger på två företeelser som båda är nedbrytande: Dels mutationer som förstör genetiskt material. Dels selektion som leder till att genetiskt material går förlorat och som inte förmår att avlägsna alla defekta gener i den takt de uppkommer. Du kanske tycker att det är lite konstigt hur det då kan stå i läroböckerna att mutationer och selektion bevisar hur bakterier kan förvandlas till människor och allt annat levande. Det tycker undertecknad också.

Detta verkar i stället peka tillbaka mot en tid i det förgångna när de levande varelserna hade en betydligt rikare och mer oförstörd arvsmassa[iii] än idag. Bibelns skapelseberättelse verkar alltså stämma mycket bättre än evolutionsteorin med vad vi vet om hur både mutationer och selektion påverkar levande varelser. Gud såg ju på det Han hade skapat och utbrast: ”det var mycket gott”[iv]. Bakterier kan utan tvivel utveckla antibiotikaresistens. Men är det ”utveckling” i en mening som är relevant för frågan om hur de och vi en gång uppkommit? För att besvara den frågan behöver vi förstå vad det är som sker inuti bakterien.

Vetenskapen känner idag till tre ”strategier” som bakterier använder sig av för att bli resistenta mot antibiotika:

1. Ändring eller skyddande av antibiotikans målmolekyl inuti bakterien
2. Begränsning av substansens möjlighet att nå målmolekylen (se bild)
3. Inaktivering av antibiotikan

De här strategierna förverkligas på två olika vis. Det första är att bakteriernas ämnesomsättningregistrerar störningen som antibiotikan innebär och kompenserar för det på ett ändamålsenligt sätt. Det andra är att de ”lånar” en redan befintlig gen för resistens av någon kompis som redan har den. Till skillnad från mer komplexa organismer har bakterier nämligen förmågan att utbyta genetisk information (DNA) med varandra på olika sätt, t ex genom så kallad konjugation och utbyte av plasmider – små ringformade DNA-bitar.

Bakterier finns, och har alltid funnits, i så kolossala antal att resistens mot alla både nutida och framtida antibiotika högst troligt redan existerar i naturen. Evidens till stöd för det är att tusentals år gamla ”återupplivade” populationer av bakterier visat sig ha gener för resistens mot en rad antibiotika som ”upptäckts” först i modern tid.

Jämfört med de här mekanismerna är det förhållandevis sällsynt att resistens uppstår i realtid genom mutationer. När det förekommer går det att visa att orsaken alltid beror på en mutation som – trots att den är fördelaktig för bakterien i en extrem miljö, som att befinnas sig i ett laboratorium, en sjukhusmiljö eller inuti en kropp med blodet fullt av antibiotika – till sin natur är nedbrytande. Många undersökningar visar att resistenta bakterier inte kan konkurrera med vilda bakteriestammar i en naturlig miljö, därför att de har en långsammare tillväxt än sina ”oskadade” kompisar.[v] Det handlar alltså i praktiken snarare om avveckling är utveckling. Tack vare de olika utbytesmöjligheterna av DNA kommer muterade bakterier också att kunna återfå sina ursprungliga, mer livskraftiga gener när miljön blir mer normal igen.[vi]

Inga förändringar av de här slagen har någonsin visats kunna omvandla en art av bakterie till någon annan. Idén att resultaten går att överföra till utvecklingen av nya livsformer saknar därför empiriskt stöd, utan förblir en obevisad evolutionär förväntan och förhoppning. Tvärt om understryker de hur begränsade mutationer är när det gäller ”framåtskridande” evolution.

Forskningen om antibiotikaresistens har visat några bra exempel på hur mutationer och naturligt urval kan hjälpa en bakterie att skydda sig mot antibiotika, men ingen av upptäckterna stöder hypotesen att mutationer i befintliga gener kan omvandlas till de tusentals nya gener och genetiska nätverk som skulle behövas för att förvandla bakterier till människor eller andra livsformer.

Bibeln lär att skapelsen från början var alltigenom god (”Gud såg på allt som han hade gjort, och se, det var mycket gott …”, 1 Mos 1:31). Det kreationistiska perspektivet är att virus, bakterier och insekter från början inte var sjukdomsalstrande; att de egenskaperna är en del av konsekvenserna av människans syndafall. Men dessa de minsta och vanligast förekommande varelserna är också de viktigaste för att jordens ekosystem ska fungera och vara stabila över tid. Därför, menar kreationisten,  utrustade Gud dem med inbyggda mekanismer för att de ska kunna överleva miljöförändringar och balansera varandra. Systemen för hur resistens uppkommer är en del av dessa. De vittnar om en intelligent och förutseende design och Designer.

Resultaten från molekylärbiologin stöder alltså inte idén att mutationer kan skapa nya egenskaper. Evolutionsteorin förutsätteratt mutationer skapar nya egenskaper som under årmiljonerna selekterats fram och bidragit till att bygga upp alla fantastiska levande varelser från en ensam bakterie. Men det finns inga sådana mutationer, faktiskt inte en enda när man undersöker dem närmare och är framfusig nog att vara lite kritisk. Och det är både tillåtet och nödvändigt inom vetenskapen.

Göran Schmidt

[i] När man fiskar med kastspö använder man sig av beten som går lite knyckigt i vattnet för att simulera en sjuk eller skadad småfisk. Det utlöser huggreflexer hos rovfiskar som t ex gädda. Det är egentligen inte alls självklart, men man inser lätt fördelarna med sådana naturliga instinkter hos rovdjuren.

[ii] Du kan beställa den i pappersform på föreningen Genesis webbplats www.genesis.nu.

[iii] Arvsmassa är ett annat ord för en varelses totala DNA-innehåll.

[iv] 1 Mos 1:31. Profeten Jesaja fångade syndafallets konsekvenser när han såg en jord som ska ”nötas ut som en klädnad” (Jes 51:6). Det låter kanske lite deppigt att levande varelser ”förfaller” på det här sättet, men då är det viktigt att komma ihåg att Gud har allt under kontroll. Slutet gott – allting gott (1 Pet 3:13)!

[v] Det går på nolltid att åstadkomma drastiska förändringar genom en banal mutation, men det skulle ta astronomiskt lång tid att med en rad mutationer skapa en helt ny funktion. Den hastighet som resistens uppstår med tyder på att det hos bakterier handlar om det förstnämnda.

[vi] Ett exempel kan vara att personer som vårdats på sjukhus med infektioner av resistenta bakterier ibland kan tillfriskna snabbt när de kommer hem till sin vanliga hemmiljö med mer livskraftiga ”vilda” bakterier som konkurrerar ut den resistenta sjukhusvarianten.